Der begriffliche Aufbau der theoretischen Physik

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1 Carl Friedrich von Weizsäcker Der begriffliche Aufbau der theoretischen Physik Vorlesung gehalten in Göttingen im Sommer 1948 Herausgegeben von Holger Lyre S. Hirzel Verlag Stuttgart Leipzig

2 VORWORT von Holger Lyre V VORBEMERKUNG 1 EINLEITUNG 3 I. ELEMENTARE GEGEBENHEITEN A. METHODE a. Der Aufbau der Physik b. Erkenntnis c. Zweifel d. Glaube e. Methodische Folgerungen B. PHÄNOMENOLOGIE 1. Zeit a. Zeitlichkeit und Zeit b. Geschichtlichkeit c. Möglichkeit 2. Ding a. Räumlichkeit b. Invarianz c. Ding und Erscheinung d. Gegenstand und Eigenschaft 3. Das Allgemeine a. Eigenschaft b. Gattung c. Gesetz

3 d. Allgemeinheit und Möglichkeit 69 e. Grundsätzliche Charakteristik des Allgemeinen Erfahrung a. Methodische Vorbemerkung b. Wahrnehmung, Empfindung, Erfahrung c. Apriori d. Bewusstsein und Seele 5. Sprache und Logik a. Sprache b. Schrift c. Kalkül d. Sinn der Logik e. Logische Forschung C. MATHEMATIK 1. Zahl a. Menge b. Phänomenologische Begründung der Zahl c. Logisch-mengentheoretische Begründung des Zahlbegriffs 2. Das Unendliche 3. Struktur a. Beispiele b. Definition von Struktur c. Der Erkenntnisgehalt der Mathematik 4. Kontinuum a. Phänomenologie des linearen Kontinuums b. Zahlenkontinuum c. Physikalische Kontinua d. Wahrscheinlichkeit e. Geometrie und Analysis

4 D. ALLGEMEINE MECHANIK Bewegung 125 a. Kinematische Grundbegriffe 125 b. Relative und absolute Bewegung Ursache 132 a. Aristotelische causae 132 b. Materielle Kausalvorstellung 134 c. Formale Kausalvorstellung Kraft 138 a. Trägheit 138 b. Kraft und Masse 139 c. Parallelogramm der Kräfte Energie 141 a. Impuls und kinetische Energie 141 b. Konservative Kräfte 141 c. Actio = Reactio. 142 II. REGIONALE DISZIPLINEN A. KLASSISCHE PHYSIK Einteilungsprinzipien a. Überblick b. Einteilung nach elementaren Gegebenheiten c. Einteilung nach elementaren Gegenständen 2. Spezielle Mechanik a. Massenpunkt b. Punktsysteme c. Starrer Körper d. Deformierbarer Körper e. Flüssigkeit und Gas

5 3. Wärme und Statistik 159 a. Phänomenologische Thermodynamik 159 b. Statistik Elektromagnetisches Feld 181 a. Strahlenoptik 181 b. Wellenoptik 185 c. Maxwellsche Gleichungen 187 B. NACHBARWISSENSCHAFTEN VOM ANORGANISCHEN Chemie a. Stoff b. Elemente c. Atom 2. Der raumzeitliche Rahmen unserer Existenz VERHÄLTNIS ZUR BIOLOGIE 1. Physische Phänomenologie des Lebendigen a. Gestalt b. Zweckmäßigkeit c. Kontinuität 2. Die Physik in der Biologie a. Das vitalistische Gefühl b. Die Unausweichlichkeit der Naturgesetze c. Bohrs Lösungsversuch d. Einschränkung auf Geschichte und Seele 3. Geschichtlichkeit des Lebens a. Gestaltwandel und Geschichtlichkeit der Zeit b. Darwins Modell c. Zweckmäßigkeit für Weiterentwicklung 4. Psychophysik

6 III. ELEMENTARE GEGENSTÄNDE A. RELATIVITÄTSTHEORIE Spezielle Relativitätstheorie 217 a. Allgemeine Einleitung 217 b. Vorgeschichte der speziellen Relativitätstheorie 219 c. Einsteins Kritik der Gleichzeitigkeit 221 d. Transformationstheorie der Lorentz-Gruppe Allgemeine Relativitätstheorie 229 a. Allgemeine Kovarianz der Naturgesetze 229 b. Äquivalenzprinzip 230 c. Riemannsche Geometrie 232 d. Die Annahmen der allgemeinen Relativitätstheorie 234 e. Empirische Prüfungen 238 B. ATOMPHYSIK Historische Entwicklung 240 a. Kants Antinomien und ähnliche Probleme 240 b. Der Weg zu Rutherfords Atommodell 242 c. Plancks Quantenhypothese 244 d. Einsteins Lichtquantenhypothese 245 e. Bohrs Atommodell 246 f. de Broglies Materiewellen Quantenmechanik 249 a. Komplementarität 249 b. Unbestimmtheitsrelation 251 c. Schrödinger-Gleichung 256 d. Transformationstheorie 258 e. Anschaulichkeit, Kausalität, Objektivierbarkeit 262

7 3. Atomkerne und Elementarteilchen 268 a. Kernphysik 268 b. Kernreaktionen im Kosmos 272 c. Höhenstrahlung 273 d. Elementarteilchen 274 e. Die ungelösten Fragen der Atomphysik 277 C. ZUR PHILOSOPHISCHEN DEUTUNG 280 a. Frühe Stufen 280 b. Griechische Metaphysik 282 c. Christentum 282 d. Descartes 282 e. Neuzeitliche Gegensätze 283 f. Gegenwart 284